摘要：介紹TMS320LF2407型DSP的主要特點和LCM320240液晶顯示模塊的基本使用方法。在此基礎上討論了DSP與液晶顯示屏之間采用數字I/0口模擬時序的硬件接口設計方案，給出了基于C語言具體的實現方法，最終實現了DSP與LCM320240的良好接口，并在實際系統應用中取得了成功。同時，可為其他DSP與LCD的接口設計和控制實現提供參考。
關鍵詞：TMS320LF2407；LCM320240； C語言；接口；DSP；LCD

1 引言
    DSP即數字信號處理器，是一種特別適用于數字信號處理運算的微處理器，速度快，功能強，廣泛應用于圖形圖像處理、語音處理、儀器儀表、通信、多媒體及軍事等領域。液晶顯示器由于具有功耗低、價格低、驅動電壓低、接口方便、使用壽命長等特點以及優越的字符和圖形顯示功能，在各種圖形顯示、人機交互中得到廣泛應用。
    本文將給出TMS320LF2407型DSP(以下簡稱DSP)控制北京青云公司生產的LCM320240液晶顯示屏的軟硬件設計實例，說明如何通過DSP控制液晶顯示模塊。同時，由于程序采用系統設計C語言，因此對其他型號的DSP與LCD接口設計和控制實現也有一定的參考價值。

2 TMS320LF2407主要特點
    TMS320LF240x系列是TMS320C2000家族中最新、功能強大的DSP，其中LF2407是最具有革命性的產品，是一款集成度較高、性能較強的DSP，采用高性能靜態CMOS技術，使得供電電壓降為3.3V，減少了控制器的損耗；30 MI/s的執行速度使得指令周期縮短到33 ns．從而提高了控制器的實時控制能力；具有多達41個通用、雙向的數字I/O引腳，能方便地實現各種I/O操作；與現存240xDSP控制器代碼兼容，并且外設集成度更高、程序存儲器容量更大、A/D轉換速度更快。

3 LCM320240液晶顯示器簡介
    LCM320240是北京青云公司生產的320x240點陣LCD模塊。內含7 602個簡體中文字型，支持4/8位6800/8080 MPU接口，工作電源(3.3 V)與DSP兼容。本設計中采用6800時序，8位數據并行方式。
    LCM320240工作在兩種不同的顯示模式。
    文字顯示模式。內建512 KB的16x16中文顯示字型ROM(Font ROM)，存儲7 602個標準GB碼的簡體中文。每個簡體中文漢字由兩個8位代碼組成，對應關系參見LCM320240中文代碼表。通過將漢字所對應的兩個8位代碼寫入資料寄存器，就可以將對應漢字顯示在當前光標處，漢字大小為16x16。
    繪圖顯示模式。它是以字元映射(bit map)方式在Display RAM上填入圖形資料。當所要顯示的漢字大小不為16x16時，可以將LCD設置為繪圖模式，通過字模提取軟件得到所需大小的漢字字碼表，再在LCD上以繪圖方式顯示。
    通過控制其指令寄存器[FD]實現LCD在這兩種不同模式之間切換。對LCM320240的操作實質上就是通過控制RS引腳對指令寄存器和資料寄存器進行相應的讀寫操作。

4 接口的硬件設計
    DSP經常會對讀寫周期較慢的輸入/輸出設備(如液晶顯示模塊、打印機、鍵盤等)進行訪問，通常用以下兩種方法來解決DSP與這些慢速設備之間的輸入/輸出時序匹配問題。
    直接訪問。直接訪問方式是將DSP的讀寫信號線與慢速設備接口控制板引出的讀寫信號線直接相連，時序由DSP內部讀寫邏輯控制。由于慢速外設的讀寫周期相對DSP較慢，要使兩者的時序匹配，還必須進行一些時序方面的控制處理。一種處理方法是軟件編程等待狀態發生器，將外部總線周期擴展到數個機器周期。由于受硬件條件的限制，這種擴展通常也是有限的，TMS320C2000系列DSP最多只能擴展到7個機器周期。另一種處理方法是利用DSP的READY(外部設備準備就緒)引腳，通過硬件擴展實現外部狀態自動等待，從而使DSP與慢速設備之間的時序匹配。雖然可以將總線周期擴展到任意個機器周期，但是需要進行硬件擴展，增加了系統設計的復雜度。
    間接訪問。用DSP的數字I/0間接控制慢速設備，通過軟件控制DSP的I/O口來實現與慢速設備的時序匹配。此種方式無需硬件擴展即可實現與任意時序慢速設備之間的時序匹配。
    本設計采用間接訪問方式來實現DSP與LCM320240之間的時序匹配。接口電路如圖1所示。

    圖中電阻大小均為2 kΩ。SLK，SLA分別為LED背光源正負極；Vdd，Vss分別為LCD的電源和地；CSl，CS2為LCD片選信號，當CSl為低，CS2為高時，LCM320240處于就緒狀態，隨時可接受指令。LCM320240的DB0-DB7與DSP的IOPB0-IOPB7相連，實現數據傳送；IOPE0與RS相連，當RS為高時，DSP存取指令寄存器，而當RS為低時，DSP存取資料寄存器。IOPEI與WR(R/W)相連，當LCM320240為6800系列時序時，此引腳為讀取/寫入信號，高電平時表示讀取的動作，低電平時表示寫入的動作；I0PE2與RD(E)相連，當為6800時序時，EN為使能信號，高電平有效；IOPE5設置為輸入方式，與BUSY相連，當BUSY引腳為高電平時，控制器無法被存取，DSP必須在對控制器做存取前確定該引腳為低電平才可對LCM320240進行操作；I0PE6設置為輸入方式，與INT相連，此引腳可設成高或低電平觸發，當光標Segment位址寄存器(CPXR)與Segment中斷位址寄存器(INTX)值相同，或光標Common位址寄存器(CPYR)與Common中斷位址寄存器(INTY)值相同時，發生中斷，觸發該引腳；IOPE7與RST相連，當IOPE7設置為低電平，且持續時間不小于LCM320240規定的最小時間100ms時，LCM320240復位；VOUT為液晶模塊的負電壓輸出，LCD V0為LCD的工作電壓(調節LCD Vo的值可以調節顯示對比度)，通過調節可變電位器，可以調節液晶屏的顯示對比度。

5 軟件控制實現
    DSP可以采用匯編語言或C語言作為開發語言進行程序設計，但考慮到系統的可移植性和軟件的可讀性，本文以C語言作為開發語言，介紹DSP與LCM320240之間控制程序的實現。
    首先解決TMS320LF2407與LCM320240之間的時序匹配。時序匹配是DSP控制LCM320240最關鍵也是最基本的問題，其本質就是如何編寫控制程序對LCM320240的指令寄存器和資料寄存器進行讀寫操作。LCM320240所采用的6800時序圖如圖2所示。LCM320240接口時序如表1所示。

    根據LCM320240的時序圖和時序表便可以編寫與時序匹配的DSP控制程序。以寫指令寄存器和寫資料寄存器程序為例，程序源代碼如下：

 

    其次，進行系統初始化設置，包括DSP和LCD的初始化。DSP初始化主要完成DSP與LCD相連的I/O口的功能配置；LCD的初始化主要完成對LCD工作方式和顯示模式的設置，需要特別指出：在LCD初始化中應對LCD進行一次復位操作，為后續對LCD進行操作程序做好準備(源代碼略)。
    最后，在完成系統初始化后，根據實際系統的需要，通過調用已經編譯好的時序匹配的LCM320240控制程序來完成對實際系統程序的編寫。

6 結束語
    文中介紹的DSP控制LCM320240的軟、硬件實現方法已在便攜式檢測儀中得到應用，運行效果良好。同時，本文所用程序采用C語言編寫，具有較高的可移植性，對其他類型的DSP與LCD之間的軟、硬件實現具有一定的參考價值。